KASVIEN RAVINTO: MAKRORAVINTEET, MIKRORAVINTEET, PUUTTEET - BIOLOGIA - 2026

Kasviravinneliuos on joukko kemiallisia prosesseja, joiden ravinteita maaperästä saatua lattioiden tukea kasvuun ja kehitykseen elimiä. Siinä viitataan myös erityisesti kasvien tarvitsemiin mineraaliravinteiden tyyppeihin ja niiden puutteiden oireisiin.

Kasvien ravitsemustutkimus on erityisen tärkeä niille, jotka vastaavat maatalouden kannalta tärkeiden kasvien hoidosta ja ylläpidosta, koska se liittyy suoraan sadon ja tuotannon mittaamiseen.

Maissi kylvetty kenttä (Lähde: pixabay.com/)

Koska vihannesten pitkäaikainen viljely aiheuttaa eroosioita ja maaperän mineraalien köyhtymistä, maatalousalan suuret edistysaskeleet liittyvät lannoitteiden kehittämiseen, joiden koostumus on suunniteltu huolellisesti kiinnostuksen kohteena olevien lajikkeiden ravintovaatimusten mukaisesti.

Näiden lannoitteiden suunnittelu vaatii epäilemättä laajan tietämyksen kasvien fysiologiasta ja ravitsemuksesta, koska kuten kaikissa biologisissa järjestelmissä, on olemassa ylä- ja alarajat, joissa kasvit eivät voi toimia kunnolla, joko jonkin elementin puute tai ylimäärä.

Kuinka kasveja ruokitaan?

Juurilla on keskeinen rooli kasvien ravinnossa. Mineraaliravinteet otetaan "maaperäisestä liuoksesta" ja kuljetetaan joko yksinkertaisella (solunsisäisellä) tai apoplastisella (solunulkoisella) reitillä verisuonen kimppuihin. Ne lastataan ksyleemiin ja kuljetetaan varteen, missä ne suorittavat erilaisia ​​biologisia toimintoja.

Sikurijuuri

Ravinteiden imeytyminen maaperästä juurten syplastin kautta ja niiden myöhempi kuljetus ksylemiin apoplastisella reitillä ovat erilaisia ​​prosesseja, joita eri tekijät välittävät.

Ravintosyklin ajatellaan säätelevän ionin imeytymistä ksyleemiin, kun taas virta sympatiaaniseen juuriin voi olla riippuvainen lämpötilasta tai ulkoisesta ionipitoisuudesta.

Liuenneiden aineiden kuljetus ksylemiin tapahtuu yleensä passiivisella diffuusiolla tai passiivisella ionien kuljettamisella ionikanavien kautta protonipumppujen (ATPaasien) tuottaman voiman ansiosta, jotka ilmenevät parenyymisen paratrahheaalisoluissa.

Toisaalta kuljetusta apoplastiin ohjaavat hydrostaattisten paineiden erot heikentävistä lehtiä.

Monet kasvit käyttävät keskinäisiä suhteita ruokkiakseen itseään joko mineraalin muiden ionisten muotojen (kuten typpeä kiinnittävien bakteerien) absorboimiseksi, juurtensa imeytymiskyvyn parantamiseksi tai tiettyjen alkuaineiden (kuten mykorrizaiden) paremman saatavuuden aikaansaamiseksi..

Tarvittavat elementit

Kasveilla on erilaiset tarpeet jokaiselle ravintoaineelle, koska kaikkia ei käytetä samassa suhteessa tai samoihin tarkoituksiin.

Olennainen tekijä on osa, joka on kasvin rakenteen tai aineenvaihdunnan osa ja jonka puuttuminen aiheuttaa vakavia poikkeavuuksia kasvussa, kehityksessä tai lisääntymisessä.

Yleensä kaikki elementit toimivat solurakenteessa, aineenvaihdunnassa ja osmoregulaatiossa. Makro- ja mikroravinteiden luokittelu liittyy näiden alkuaineiden suhteelliseen runsauteen kasvakudoksissa.

macronutrients

Makroravinteiden joukossa ovat typpi (N), kalium (K), kalsium (Ca), magnesium (Mg), fosfori (P), rikki (S) ja pii (Si). Vaikka olennaiset elementit osallistuvat moniin erilaisiin solukkoilmatapahtumiin, voidaan erottaa joitain erityisiä toimintoja:

typpi

Tämä on mineraalielementti, jota kasvit tarvitsevat suurempina määrinä, ja se on yleensä rajoittava elementti monissa maaperäissä, minkä vuoksi lannoitteiden koostumuksessa on yleensä typpeä. Typpi on liikkuva alkuaine ja se on olennainen osa soluseinää, aminohappoja, proteiineja ja nukleiinihappoja.

Vaikka ilmakehän typpipitoisuus on erittäin korkea, vain Fabaceae-perheen kasvit kykenevät käyttämään molekyylityppeä typen päälähteenä. Muualla rinnastettavat muodot ovat nitraatit.

kalium

Tätä mineraaalia saadaan kasveissa sen monovalenttisessa kationisessa muodossa (K +) ja se osallistuu solujen osmoottisen potentiaalin säätelyyn, samoin kuin hengitykseen ja fotosynteesiin osallistuvien entsyymien aktivaattori.

kalsium

Sitä esiintyy yleensä kaksiarvoisina ioneina (Ca2 +) ja se on välttämätön soluseinämän synteesille, etenkin keskimmäisen lamellin muodostumiselle, joka erottaa solut jaon aikana. Se osallistuu myös mitoottisen karan muodostukseen ja sitä tarvitaan solukalvojen toimintaan.

Sillä on tärkeä rooli toissijaisena viestinlähteenä useissa kasvien vastereiteissä sekä hormonaalisten että ympäristösignaalien välityksellä.

Se voi sitoutua kalmoduliiniin ja kompleksi säätelee entsyymejä, kuten kinaaseja, fosfataaseja, sytoskeletaalisia proteiineja, signaloivia proteiineja.

Magnesium

Magnesium osallistuu monien entsyymien aktivointiin fotosynteesissä, hengityksessä sekä DNA- ja RNA-synteesissä. Lisäksi se on klorofyylimolekyylin rakenteellinen osa.

Ottelu

Fosfaatit ovat erityisen tärkeitä hengityksen ja fotosynteesin sokeri-fosfaattivälituotteiden muodostumiselle, samoin kuin fosfolipidipäiden polaaristen ryhmien muodostaminen. ATP: llä ja vastaavilla nukleotideilla on fosforia, samoin kuin nukleiinihappojen rakenne.

Rikki

Kysteiinin ja metioniinin aminohappojen sivuketjut sisältävät rikkiä. Tämä mineraali on myös tärkeä aineosa monista koentsyymeistä ja vitamiineista, kuten koentsyymi A, S-adenosyylimetioniini, biotiini, B1-vitamiini ja pantoteenihappo, jotka ovat välttämättömiä kasvien aineenvaihdunnassa.

pii

Vaikka Equisoceae-perheessä on osoitettu vain erityinen vaatimus tälle mineraalille, on todisteita siitä, että tämän mineraalin kerääntyminen joidenkin lajien kudoksiin edistää kasvua, hedelmällisyyttä ja vastustuskykyä stressille.

Taimi (Lähde: pixabay.com/)

mikroravintoaineita

Mikroravinteet ovat kloori (Cl), rauta (Fe), boori (B), mangaani (Mn), natrium (Na), sinkki (Zn), kupari (Cu), nikkeli (Ni) ja molybdeeni (Mo). Kuten makroravinteita, myös mikrotravinteilla on olennaisia ​​toimintoja kasvien aineenvaihdunnassa, nimittäin:

Kloori

Klooria löytyy kasveista anionisena muotona (Cl-). Se on välttämätöntä veden fotolyysireaktiolle, joka tapahtuu hengityksen aikana; osallistuu fotosynteettisiin prosesseihin sekä DNA: n ja RNA: n synteesiin. Se on myös klorofyylimolekyylin renkaan rakenteellinen komponentti.

Rauta

Rauta on tärkeä kofaktori monille entsyymeille. Sen perustava rooli on elektronien kuljetus oksidireduktioreaktioissa, koska se voi helposti hapettua palautuvasti Fe2 +: sta Fe3 +: ksi.

Sen ensisijainen tehtävä on ehkä osana sytokromeja, elintärkeitä valon energian kuljettamiselle fotosynteesireaktioissa.

Boori

Sen tarkkaa toimintaa ei ole määritelty, mutta todisteet viittaavat siihen, että se on tärkeä solujen pidentymisessä, nukleiinihappojen synteesissä, hormonivasteissa, membraanitoiminnoissa ja solusyklin säätelyssä.

Mangaani

Mangaania löydetään kaksiarvoisena kationina (Mg2 +). Se osallistuu monien entsyymien aktivointiin kasvisoluissa, erityisesti dekarboksylaasien ja dehydrogenaasien, jotka osallistuvat trikarboksyylihapposykliin tai Krebs-sykliin. Sen tunnetuin tehtävä on hapen tuottaminen vedestä fotosynteesin aikana.

natrium

Tätä ionia tarvitsevat monet kasvit, joilla on C4-aineenvaihdunta ja crassulaceous acid (CAM) hiilen kiinnitykseen. Se on myös tärkeää fosfoenolipyruvaatin, ensimmäisen karboksylaation substraatin, regeneroinnille edellä mainituilla reiteillä.

Sinkki

Suuri määrä entsyymejä vaatii sinkkiä toimimaan, ja jotkut kasvit tarvitsevat sitä klorofyllin biosynteesiin. Typen aineenvaihdunnan entsyymit, energiansiirto ja muiden proteiinien biosynteesireitit tarvitsevat sinkkiä toiminnalleen. Se on myös rakenteellinen osa monia geneettisesti tärkeitä transkriptiotekijöitä.

Kupari

Kupari liittyy moniin entsyymeihin, jotka osallistuvat hapetus-pelkistysreaktioihin, koska se voi hapettua palautuvasti Cu +: sta Cu2 +: ksi. Esimerkki näistä entsyymeistä on platosyaniini, joka vastaa elektronien siirtymisestä fotosynteesin kevyiden reaktioiden aikana.

Nikkeli

Kasveilla ei ole erityistä vaatimusta tälle mineraalille, mutta monet typpeä kiinnittävistä mikro-organismeista, jotka pitävät yllä symbioottisia suhteita kasveihin, tarvitsevat nikkeliä entsyymeille, jotka prosessoivat kaasumaisia ​​vetymolekyylejä kiinnityksen aikana.

molybdeeni

Nitraattireduktaasi ja nitrogenaasi ovat monien entsyymien joukossa, jotka tarvitsevat molybdeenin toimintoonsa. Nitraattireduktaasi katalysoi nitraatin pelkistystä nitriitiksi typen assimilaation aikana kasveissa, ja typenaasi muuntaa typpikaasun ammoniakiksi typpeä kiinnittävissä mikro-organismeissa.

Puutteiden diagnoosi

Vihannesten ravitsemukselliset muutokset voidaan diagnosoida monin tavoin, muun muassa lehtien analyysi on yksi tehokkaimmista menetelmistä.

Sisäosan kloroosi Liquidambar styracifluassa (Jim Conrad, Wikimedia Commonsin kautta)

Kloroosi tai kellastuminen, tummien värillisten nekroottisten täplien esiintyminen ja niiden jakautumismalli sekä pigmenttien, kuten antosyaniinien, läsnäolo ovat osa elementtejä, jotka on otettava huomioon puutteiden diagnosoinnissa.

On tärkeää ottaa huomioon kunkin tavaran suhteellinen liikkuvuus, koska kaikkia ei kuljeteta samalla säännöllisyydellä. Täten elementtien, kuten K, N, P ja Mg, puute voidaan havaita aikuisilla lehdillä, koska nämä elementit siirtyvät kudoksia kohti muodostuessa.

Päinvastoin, nuorilla lehdillä on puutteita elementeissä, kuten B, Fe ja Ca, jotka ovat suhteellisen liikkumattomia useimmissa kasveissa.

Viitteet

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Kasvien fysiologian perusteet (2. painos). Madrid: McGraw-Hill Interamericana, Espanja.
2. Barker, A., ja Pilbeam, D. (2015). Kasvien ravitsemuksen käsikirja (2. painos).
3. Sattelmacher, B. (2001). Apoplasti ja sen merkitys kasvien mineraaliravinteessa. Uusi fytologi, 149 (2), 167 - 192.
4. Taiz, L., ja Zeiger, E. (2010). Kasvien fysiologia (5. painos). Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates Inc.
5. Valkoinen, PJ ja Brown, PH (2010). Kasvien ravitsemus kestävää kehitystä ja globaalia terveyttä varten. Annals of Botany, 105 (7), 1073–1080.